美國(guó)國(guó)家儀器有限公司 (NI) 發(fā)布了一款新的毫米波信號(hào)收發(fā)器系統(tǒng)。該系統(tǒng)用作5G研發(fā)項(xiàng)目的一個(gè)模塊化可重構(gòu)軟件無線電（SDR）平臺(tái)。該原型平臺(tái)可以提供 2GHz 的實(shí)時(shí)帶寬，用于評(píng)估毫米波E頻帶中的傳輸系統(tǒng)設(shè)計(jì)，即 71-76GHz 的 NI 模塊化傳輸和接收無線端。使用一個(gè)或多個(gè)無線端及收發(fā)系統(tǒng)的模塊化 PXIe 基帶處理系統(tǒng)，研發(fā)人員可以將 5G 原型設(shè)計(jì)為單向及雙向的單天線和 MIMO 系統(tǒng)。

圖1：NI公司的毫米波收發(fā)器系統(tǒng)

下圖是毫米波收發(fā)系統(tǒng)的框圖。由此可以看出，它非常依賴 FPGA（特別是 Xilinx ALL Programmable 器件）在收發(fā)器中進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，以下是系統(tǒng)框圖：

圖2：NI公司毫米波收發(fā)器系統(tǒng)框圖

該系統(tǒng)模塊化的關(guān)鍵在于 NI 的18槽 PXLe - 1085 底盤，其采用一長(zhǎng)串NI處理模塊及 ADC、DAC 和射頻收發(fā)模塊。對(duì)于NI毫米波收發(fā)系統(tǒng)而言，關(guān)鍵處理模塊包括 NI PXIe-7976R FlexRIO FPGA模塊（基于Xilinx Kintex-7 410T FPGA）及 NI PXIe-7902R FPGA模塊（基于Xilinx FPGA Virtex-7 485T）。

圖3：NI PXIe-7976R FlexRIO FPGA模塊基于Xilinx Kintex-7 410T FPGA

圖4：NI PXIe-7902 FPGA模塊基于Xilinx Virtex-7 485T

NI 毫米波收發(fā)系統(tǒng)根據(jù)特定的配置，并使用公司的 LabVIEW 系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件，將不同的毫米波處理任務(wù)映射到多個(gè) FPGA 中。LabVIEW 系統(tǒng)設(shè)計(jì)軟件甚至可以對(duì)系統(tǒng)中分布在不同的 PXIe 處理模塊中的FPGA進(jìn)行深度硬件控制。其依賴于 Xilinx Vivado 設(shè)計(jì)套件來編譯 FPGA 配置。NI 毫米波收發(fā)系統(tǒng)中分布的 FPGA 可進(jìn)行靈活、高性能、低延遲的處理，并迅速在毫米波頻帶中構(gòu)建和評(píng)估原型 5G 無線傳輸系統(tǒng)。

NI 發(fā)布了一段兩分鐘的 5G 毫米波概念驗(yàn)證視頻。該視頻是過去一年中使用毫米波收發(fā)系統(tǒng)早期版本的驗(yàn)證視頻，由 NI 與 Nokia 通信公司共同完成。通過使用該系統(tǒng)，NI 與 Nokia 開發(fā)了第一代 10Gbps 可處理流數(shù)據(jù)的毫米波通信鏈路。根據(jù)評(píng)估，NI 收發(fā)原型系統(tǒng)的快速開發(fā)屬性以及圖形 LabVIEW 的開發(fā)環(huán)境為 Nokia 公司節(jié)省了一年的開發(fā)時(shí)間，以下是評(píng)估視頻：